arco

arco

arco [(pl. archi) Der. del lat. arcus -us] [LSF] Denomin. di vari dispositivi, apparenze ottiche e luminose, ecc., la cui forma richiama quella dell'omonima struttura architettonica. ◆ [GFS] A. aurorali: v. aurora polare: I 326 c. ◆ [GFS] A. (aurorali) M: v. aurora polare: I 329 a. ◆ [OTT] A. azzurro, o verde: nell'ottica atmosferica, altro nome del raggio verde: v. ottica atmosferica: IV 360 a. ◆ [ALG] A. di curva: (a) la parte di una curva compresa tra due punti di essa (a. circolare, tra due punti di una circonferenza, e analogamente a. di parabola, ecc.); per la misura di esso (lunghezza d'a.) v. curve e superfici: II 77 a; (b) lo stesso che ascissa (←) curvilinea. ◆ [ASF] A. di un astro: una parte della traiettoria apparente di un astro sulla volta celeste, usualmente misurata dall'ampiezza del corrispondente angolo al centro, e quindi espresso, a seconda dei casi, in gradi sessagesimali oppure in ore e frazioni di ora; in partic., a. diurno e a. notturno sono quelli descritti da un astro rispettiv. sopra e sotto l'orizzonte di un luogo nel suo moto apparente sulla volta celeste dovuto alla rotazione terrestre. ◆ [ASF] A. diurno: v. sopra: A. di un astro. ◆ [ANM] A. elastico: v. analisi non lineare: I 136 d. ◆ [EMG] A. elettrico: (a) particolare forma di corrente elettrica in un aeriforme a non bassa pressione, detta anche scarica ad a., caratterizzata da elevata densità di corrente e relativamente bassa caduta di tensione (v. conduzione elettrica nei gas: I 686 c); (b) l'apparecchio, costituito (fig. 1) dall'anodo e dal catodo (gli elettrodi), dai portaelettrodi e dai dispositivi di regolazione, con il quale il fenomeno anzidetto viene prodotto. L'abbagliante luminosità che si sviluppa, un a. luminoso che collega le estremità degli elettrodi, è accompagnata da forte sviluppo di calore (il fenomeno fu scoperto da H. Davy nel 1808) e ciò è alla base delle numerose e importanti applicazioni dell'a. elettrico in vari campi, che possono essere raggruppate nel seguente modo: (a) quelle in cui si sfruttano proprietà elettriche dell'a., per es. la resistenza differenziale negativa, come negli oscillatori elettrici ad a., o l'effetto raddrizzante nel caso di a. con catodo di mercurio, come nei raddrizzatori a vapore di mercurio; (b) quelle in cui si sfrutta l'elevata temperatura dell'a., come, per es., nei forni elettrici ad a. e nelle saldatrici elettriche ad a.; (c) quelle in cui si sfrutta l'elevata brillanza dell'a. (lampade elettriche ad a., proiettori luminosi ad a.). Molto comuni sono elettrodi di carbone, impregnati o no di sali metallici; l'estremità dell'anodo prende una forma a cratere, quella del catodo una forma a punta (fig. 1); la temperatura del cratere anodico può oltrepassare 4000 °C, quella della punta catodica si mantiene intorno a 3000 °C; anodo e catodo si vanno gradatamente consumando per sublimazione e combustione con l'ossigeno dell'aria; la velocità di consumazione dell'anodo, stante la sua più elevata temperatura, è circa doppia di quella del catodo. Importante per talune applicazioni è il cosiddetto a. con catodo di mercurio (di solito in atmosfera gassosa rarefatta), in cui, come il nome stesso dice, il catodo è costituito da un pozzetto contenente mercurio mentre l'anodo è un elettrodo, metallico o di grafite; interessante è il fatto che l'innesco avviene anche con il mercurio a temperatura ordinaria: di qui l'uso di chiamare a. a catodo freddo questo, e a. a catodo caldo quello ordinario, con catodo metallico o di grafite. Se la tensione tra gli elettrodi è alternata e gli elettrodi sono di ugual forma e natura, viene meno ogni differenziazione tra gli elettrodi stessi, ognuno dei quali agisce ora da anodo ora da catodo, alternativamente; più difficoltoso che non nel caso dell'alimentazione con tensione continua si presenta peraltro l'adescamento dell'arco. Se invece gli elettrodi sono asimmetrici, ed è il caso, per es., dell'a. con catodo di mercurio, asimmetrica è anche la scarica, nel senso che a emettere termoelettroni è soltanto il mercurio, il quale agisce quindi sempre come catodo e mai come anodo e l'a. presenta allora le proprietà di un raddrizzatore, com'è stato ricordato poco sopra per le applicazioni. Il legame tra l'intensità i della corrente che fluisce nell'a. e la tensione V tra gli elettrodi è graficamente espresso dalla cosiddettacaratteristica statica dell'a., diagramma cartesiano della funzione V(i). Nella fig. 2 sono riportate le caratteristiche di un determinato a. per vari valori della distanza d tra gli elettrodi; come si vede, la forma della caratteristica è sostanzialmente la stessa al variare di d, e sono nettamente distinguibili tre fasi. La prima, indicata con a, corrisponde a relativamente basse intensità di corrente e al fatto che V decresce regolarmente all'aumentare di i: è la fase cosiddetta dell'a. calmo in quanto relativa all'andamento normale, ordinario, della scarica, descritto dalla formula empirica di Ayrton: V=a+ (b/i)+[c+(d/i)l], con l lunghezza dell'a., e a, b, c, d costanti dipendenti dalle condizioni sperimentali (per es., per un a. tra elettrodi di grafite del diametro di 10 mm, lungo da 1 a 7 mm, con intensità di corrente da 2 a 20 A, si ha a = 40 V, b = 12 VA, c = 2000 V/m, d = 10 000 VA/m). I primi due termini dell'equazione sono le cosiddette caduta anodica e caduta catodica, mentre il terzo termine è detto termine di plasma. La terza fase, c, corrisponde ad alte intensità di corrente e al fatto che V è pressoché costante all'aumentare di i; la violenta sublimazione dell'anodo, che avviene per fiotti di vapore, dà luogo a un caratteristico sibilo, per cui tale fase è detta dell'a. sibilante. Tra le due, v'è una fase intermedia di transizione, b, in cui i valori i e V fluttuano irregolarmente: è la fase dell'a. instabile. L'esame della caratteristica statica mostra due fatti interessanti. Il primo è che la caratteristica stessa non è lineare: un a. elettrico è quindi assimilabile a un conduttore non lineare, per cui cioè non vale la legge di Ohm (in effetti, la resistenza non è costante ma diminuisce all'aumentare di i, rapidamente nella fase a e lentamente nella fase c). Il secondo è che nella fase a, dell'a. calmo, l'intensità della corrente cresce al diminuire della tensione: un a. in questa fase è quindi assimilabile a un conduttore non lineare a resistenza differenziale negativa e può quindi essere usato, in virtù di tale proprietà, per intrattenere oscillazioni permanenti in un circuito, cioè per realizzare un oscillatore elettrico (cosa che in effetti fu fatta, all'inizio del 20^o sec., per realizzare potenti generatori di correnti a radiofrequenza per i primi grandi trasmettitori radiotelegrafici). ◆ [FTC] [EMG] A. elettrico di apertura: quello che insorge tra due elettrodi (per es., le lamine di un contatto di un interruttore) i quali, allontanandosi, aprono un circuito percorso da corrente. Propr., è fenomeno diverso dalla scintilla di apertura, dovuta all'extratensione di apertura e propria, quindi, dei soli circuiti induttivi; l'a. di apertura, che si manifesta anche per i circuiti puramente resistivi, viene spiegato ammettendo che il progressivo ridursi della sezione del contatto, via via che gli elettrodi si allontanano, produca, per effetto Joule, un riscaldamento locale sufficiente a innescare la scarica. È da notare che se, come spesso accade, il circuito è induttivo, all'a. s'accompagna la scintilla d'apertura. Per prevenire il formarsi dell'a., che alla lunga danneggia irreparabilmente gli elettrodi, questi vengono fatti di speciali leghe metalliche (leghe antiarco) e, spec. per interruttori con grande intensità di corrente, vengono posti in opera vari altri accorgimenti (per es., soffiatori magnetici). ◆ [ASF] A. notturno: v. sopra: A. di un astro. ◆ [ALG] A. semplice: quello senza autointersezioni. ◆ [GFS] A. tangente: una delle apparenze minori nel fenomeno dell'alone: v. ottica atmosferica: IV 358 d. ◆ [EMG] A. voltaico: lo stesso che a. elettrico (v. sopra). ◆ [ANM] Elemento d'a.: v. curve e superfici: II 77 b. ◆ [ALG] Lunghezza d'a.: v. sopra: A. di curva. ◆ [EMG] Scarica ad a.: v. sopra: A. elettrico. ◆ [ALG] [ASF] Secondo d'a.: in una misura di angoli, lo stesso che secondo sessagesimale, cioè la 3600a parte del grado sessagesimale.